JP2018083280A - 金属用チップソー - Google Patents

Abstract

【課題】切削抵抗を低減させると共に切削粉の発生量を抑えて、チップソー自体の寿命を十分に延ばすことができると共に、切削作業の作業性等を向上させ得る金属用チップソーを提供する。【解決手段】台金が、所定板厚の本体部と本体部の板厚より薄くチップ固着部が形成された円環状の刃部を有し、チップが、その先端面に回転方向に沿って溝が形成された平坦面及び該平坦面の幅方向両側に形成された傾斜面を有する第１刃のチップと、その先端面が平坦面で形成されると共に該平坦面が第１刃のチップの平坦面より所定寸法台金の中心側に位置する第２刃のチップとを有して、これらが刃部のチップ固着部に交互に固着されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、電動工具等の切削機に取り付けられて、溝形鋼等の各種金属材（被切削材）を切削（切断）するために使用される金属用チップソーに関する。

従来、この種のチップソーとしては、例えば円板状の台金の外周縁に所定間隔で刃室とチップ固着部を形成すると共に、各チップ固着部に超硬合金からなるチップをそれぞれロウ付け固着したものが使用されている。このとき、チップ固着部に固着されるチップは、図６（ａ）に示すように、第１刃のチップ１８と第２刃のチップ１９の２種類が使用され、これらが例えば台金２０の円周方向に沿って交互に配置されている。

そして、第１刃のチップ１８は、掬い面の上端に連設される先端面１８ｂ（逃げ面）に、平坦面１８ｂ１と、この平坦面１８ｂ１の幅方向の両側にそれぞれ形成された傾斜面１８ｂ２とを有している。また、第２刃のチップ１９は、先端面１９ｂが平坦面のみで形成され、このときの第２刃のチップ１９の平坦面１９ｂは、第１刃のチップ１８の平坦面１８ｂに対して所定寸法低くなるように設定されている。なお、金属用チップソーに関する文献としては、例えば特許文献１が公開されている。

特開２０００−８４７３１号公報

しかしながら、このような金属用チップソーにあっては、第１刃のチップ１８の先端面１８ｂの幅方向中央部分が面積（幅）の大きな平坦面で形成されると共に、第２刃のチップ１９の先端面１９ｂの全域が平坦面で形成されているため、被切削材を切削する際の切削抵抗が大きくなり易い。その結果、図６（ａ）に示す初期状態からチップソーを使い込んでいくと、図６（ｂ）に示すように、第１刃のチップ１８の先端面１８ｂと第２のチップ１９の先端面１９ｂが摩耗部分２０、２１で摩耗し、この摩耗が図６（ｃ）の状態となった時点で、両チップ１８、１９の先端面１８ｂ、１９ｂが共に一つの山形形状（凸形状）となって刃として機能しなくなり、チップソーによる被切削材の切削が困難でチップソーの寿命を十分に延ばすことが難しい。また、切削抵抗が大きいことから、切削粉の発生量が多くなると共に切削時の直進性が劣る等、切削作業の作業性も劣ることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、切削抵抗を低減させると共に切削粉の発生量を抑えて、チップソー自体の寿命を十分に延ばすことができると共に、切削作業の作業性等を向上させ得る金属用チップソーを提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、中心位置に取付孔が形成された円板状の台金と、該台金外周縁のチップ固着部に固着されたチップとを備えた金属用チップソーであって、前記台金が、所定板厚の本体部と、該本体部の外周縁側に当該本体部の板厚より薄く一体形成されると共に前記チップ固着部が形成された円環状の刃部とを有し、前記チップが、先端面に前記台金の回転方向に沿って溝が形成された平坦面及び該平坦面の幅方向両側に形成された傾斜面を有する第１刃のチップと、先端面が平坦面で形成されると共に該平坦面が前記第１刃のチップの平坦面より所定寸法前記台金の中心側に位置する第２刃のチップとを有して、これらが前記刃部のチップ固着部に固着されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記刃部が、前記チップ固着部の前記回転方向後方側の台金に設けられて、前記チップ固着部に固着されたチップによる被切削材の切り込みを制限する制限刃を有することを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記第１刃のチップと前記第２刃のチップが、前記台金の回転方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする。さらに、請求項４に記載の発明は、前記本体部の外周縁が、前記各チップ固着部に固着される前記第１刃のチップと第２刃のチップの底面部より前記台金の中心側に位置することを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、台金が、本体部とこの本体部より薄く一体形成された刃部を有すると共に、チップが、溝と傾斜面を有する第１刃のチップ及び先端面が平坦で第１刃のチップより台金の中心側に位置する第２刃のチップを有するため、板厚の薄い刃部で切削幅を狭くすると共に、第１刃のチップの先端面を溝と傾斜面で５分割して切削抵抗を低減させ、切削粉の発生量を少なくできて、チップソー自体の寿命を十分に延ばすことができる。また同時に、第１刃のチップの先端面の溝や傾斜面により、切削粉の排出をスムーズに行い、切削の直進性が向上する等、切削作業の作業性を高めることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、刃部のチップ固着部の回転方向後方側の台金に制限刃が設けられているため、制限刃の高さ寸法を所定に設定することで、両チップによる被切削材の切り込み量を制限することができて、切削作業の作業性を一層向上させることができると共に、良好な切削面を得ることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、第１刃のチップと第２刃のチップが、回転方向に沿って交互に配置されているため、第１刃のチップと第２刃のチップの先端面が摩耗した場合に、共に中央が窪んだ２つの凸形状となり、従来の一つの凸形状（扇形状）に比較し、両チップの先端面に切削が可能な形状を長期に亘り維持することができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、台金本体部の外周縁が、各チップ固着部に固着される第１刃のチップと第２刃のチップの底面部より台金の中心側に位置するため、両チップの台金中心側に板厚の薄い刃部が必ず位置した状態となり、例えばチップの幅を小さくして切削幅を一層狭くすることができ、切削抵抗をより一層低減させることができる。

本発明に係わる金属用チップソーの一実施形態を示す平面図 同その要部の側面図 同チップの拡大図 同チップの摩耗状態を示す図 同その切削時の説明図 従来の金属用チップーの図４と同様のチップの摩耗状態を示す図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係わる金属用チップソーの一実施形態を示している。図１及び図２に示すように、金属用チップソー１（チップソーという）は、円板状で複数の制振制音樹脂スリット３が形成された台金２を有し、この台金２の中心位置には、図示しない切削機への取付孔４が形成されている。

前記台金２は、例えば炭素鋼板等のプレス加工もしくはレーザー切断加工で所定外径の円板状に形成されて、本体部２ａと、この本体部２ａの外周縁に円環状に形成された刃部２ｂとを有している。このとき、台金２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、前記本体部２ａが板厚ｔ１（例えばｔ１＝１．２５ｍｍ）に設定されると共に、前記刃部２ｂが本体部２ａに対して所定寸法（例えば０．１〜０．２ｍｍ）薄い板厚ｔ２に設定されている。また、刃部２ｂの幅、すなわち刃室５の最深部（もしくは後述する両チップ８、９の底面８ｄ、９ｄ）と本体部２ｂの外周端間の寸法Ｌは、Ｌ＝２〜４ｍｍに設定されている。

そして、本体部２ａの板厚ｔ１と刃部２ｂの板厚ｔ２により、本体部２ａの左右両側面（表裏面）の外周端と刃部２ｂの左右両側面（表裏面）の内周端とが垂直もしくは若干傾斜した連接面７でそれぞれ連接されている。これにより、刃部２ｂが本体部２ａに段差状に連接されると共に、本体部２ａの板厚方向の中央に立設状態とされている。なお、刃部２ｂの台金２への形成は、外周縁に刃室５とチップ固着部６が形成された台金２の外周縁の両側面を、前記幅Ｌで前記所定寸法研磨することにより形成されている。

前記台金２の刃部２ｂには、図１及び図２に示すように、台金２の取付孔４方向に窪んだ前記刃室（ガレット）５が一定間隔で多数形成され、この刃室５間に設けられた前記各チップ固着部６に後述する形状の２種類のチップ８、９がそれぞれロー付け固着されている。また、両チップ８、９の台金２の回転方向イの後方側（両チップ８、９の回転方向イの前方側の刃室５の前端）の台金２には、制限刃１０がそれぞれ設けられている。つまり、前記台金２の刃部２ｂには、刃室５とチップ固着部６及び制限刃１０が対となって、台金２の円周方向に一定間隔で複数一体形成されていることになる。

前記２種類のチップ８、９は、図２及び図３に示すように、例えばその厚さ（台金２の板厚方向の寸法）が１．５ｍｍの第１刃のチップ８と第２刃のチップ９で構成され、第１刃のチップ８と第２刃のチップ９は、それぞれ掬い面８ａ、９ａと、この掬い面８ａ、９ａの先端に前記回転方向イの後方側に向けて所定角度傾斜して設けられた先端面８ｂ、９ｂと、この先端面８ｂ、９ｂの後端部に連設された背面８ｃ、９ｃと、この背面８ｃ、９ｃの下端と前記掬い面８ａ、９ａの下端との間に連設された底面８ｄ、９ｄ等を有している。

そして、第１刃のチップ８は、図３（ａ）に示すように、前記先端面８ｂが、幅方向（台金２の板厚方向）の中央に所定幅で設けられた平坦面８ｂ１と、この平坦面８ａ１の幅方向中央に回転方向に沿って設けられた被切削材の切断に寄与しない断面略半円弧形状の非切削溝８ｂ２と、この非切削溝８ｂ２の両側の平坦面８ｂ１端部に設けられた傾斜面８ｂ３、８ｂ４を有している。

このとき、非切削溝８ｂ２の幅ｗはｗ＝０．２〜０．６ｍｍに設定され、傾斜面８ｂ３、８ｂ４の傾斜角度αがα＝３０〜４５度で深さ（高さ）ｈ１がｈ１＝０．３〜０．５ｍｍに設定されている。また、前記非切削溝８ｂ２の深さｈ２は前記傾斜面８ｂ３、８ｂ４の深さｈ１と同一に（もしくは所定寸法深く）設定されると共に、図３に拡大して示す前記被切削溝８ｂ２を含む平坦面８ｂ１の幅Ａと前記傾斜面８ｂ３、８ｂ４の幅Ｂ、Ｃとの関係は、Ａ＝Ｂ＋Ｃ〜Ａ＝１．５ｂ＋１．５Ｃに設定されている。

なお、前記第１刃のチップ８の非切削溝８ｂ２は、ワイヤーカットまたはダイヤモンド砥石で加工されるが、先端面８ｂが回転方向イに沿って後方側が台金２の中心側に向けて傾斜していることから、図２に示す平面形状で先端面８ｂの回転方向イ前方側が前記深さｈ２となるように所定長さで形成されている。

一方、前記第２刃のチップ９は、図３（ｂ）に示すように、先端面９ｂの全域が平坦面に形成されている。このとき、第２刃のチップ９と第１刃のチップ８は、例えばそのチップ素材が同一形状とされて、両チップ８、９の各掬い面８ａ、９ａ、先端面８ｂ、９ｂを研磨等することにより前述した形状に形成されると共に、底面８ｄ、９ｄの幅が同一で側面が同一のアサリ寸法（例えば０．０５ｍｍ）を有する形状に設定されている。

また、両チップ８、９の底面８ｄ、９ｄに対する先端面８ｂ、９ｂの先端高さは、両チップ８、９を各刃部２ｂのチップ固着部６に固着した状態において、第２刃のチップ９が第１刃のチップ８より所定寸法ｈ（例えばｈ＝０．１〜０．３ｍｍ）低く、すなわち、第１刃のチップ８の先端面８ａが第２刃のチップ９より台金２の外周側に突出した状態となっている。そして、前記第１刃のチップ８と第２刃のチップ９の背面８ｃ、９ｃと底面８ｄ、９ｄが、刃部２ｂに形成された例えば段差状の複数のチップ固着部６に回転方向に沿って交互に固着されている。

前記制限刃１０は、その外周面が両チップ８、９の平坦な先端面８ｂ１、９ｂに対して略平行で所定の制限量を有する平坦面で形成されている。このとき、前記両チップ８、９と制限刃１０は、例えば両チップ８、９の掬い面８ａ、９ａと先端面８ｂ、９ｂが交差する刃先と刃室５との幅と、前記制限刃１０の先端と両チップ８、９の刃先との間隔が所定に設定され、また、両チップ８、９の先端面８ｂ１、９ｂの研磨角度と制限刃１０の外周面の研磨角度が例えば同一に設定されている。

次に、このように構成された前記チップソー１の使用方法の一例について説明する。前記チップソー１は、台金２の取付孔４を利用して切削機に取り付けられる。この取り付け状態であるチップソー１の初期状態（未使用状態）においては、両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂは、図４（ａ）に示す状態となっている。この初期状態で例えば図５に示す被切削材としての溝形鋼１１の切削作業を行うと、切削回数（切削時間）に応じて図４（ｂ）に示すように、両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂが摩耗部分１２、１３で摩耗していく。

このとき、台金２の外周側に位置する第１刃のチップ８の先端面８ｂは、非切削溝８ｂ２両側の摩耗部分１２が摩耗し、第１刃のチップ８の回転方向イ後方側でチップ８より台金２の内周側に位置する第２刃のチップ９は、平坦な先端面９ｂの幅方向両側と幅方向中央部分の３箇所の摩耗部分１３が摩耗する。この第２刃のチップ９の摩耗は、回転方向イ前方側の第１刃のチップ８の先端面８ｂの形状に左右、つまり第１刃のチップ８の切削に影響されつつ（後述する切り残し片１５の接触等で）行われるためである。

そして、切削作業を繰り返すと、図４（ｃ）に示すように、第１刃のチップ８の非切削溝８ｂ２両側の両平坦面８ｂ１が共に凸形状（扇形状）となって、先端面８ｂの幅方向中央に非切削溝８ｂ２による所定深さの凹部が形成された状態となる。また、第２刃のチップ９も第１のチップ８の形状に対応して幅方向の中央が窪んだ形状となり、このチップ９の凹部の深さはチップ８の凹部の深さより浅い状態となる。

この図４（ｃ）に示す状態において、第１刃のチップ８の先端面８ｂも第２のチップ９の先端面９ｂも、従来例の図６（ｃ）に示すように、両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂが一つの凸形状となって切削が困難な形状となることがなく、切削が可能な状態が維持されることになる。この二つの凸部を有する状態でさらに切削作業を行っていくと、従来例と同様に、両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂが一つの凸形状となって、切削が困難な状態となる。つまり、初期状態から両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂが一つの凸形状となるまでの時間が長くなり、チップソー１による切削回数が大幅に延びることになる。

また、前記チップソー１で図５に示す前記溝形鋼１１を切削した場合（但し、図５では切削作業の途中状態を示している）、第１刃のチップ８の先端面８ｂの非切削溝８ｂ２により、溝形鋼１１の切削溝１４の中央に糸状の切り残し片１５が発生する。この切り残し片１５が切削時のガイドとして機能し切削の直進性が向上すると共に、切り残し片１５の部分を切削する必要がないことから、結果的に第１刃のチップ８の寿命が一層延びることになる。

このように前記チップソー１によれば、台金２が本体部２ａと刃部２ｂを有すると共に、第１刃のチップ８の先端面８ｂが非切削溝８ｂ２と傾斜面８ｂ３、８ｂ４を有し、第２刃のチップ９が平坦な先端面９ｂを有するため、板厚ｔ２が薄い刃部２ｂで切削幅を狭くできると共に第１刃のチップ８の先端面８ｂを非切削溝８ｂ２と傾斜面８ｂ３、８ｂ４とで５分割でき、切削抵抗を低減させることができて、チップソー１自体の寿命を十分に延ばすことができる。

また同時に、第１刃のチップ８の先端面８ｂの非切削溝８ｂ２や傾斜面８ｂ３、８ｂ４により、切削粉の発生量を少なくしたり、切削粉の排出がスムーズに行えると共に、非切削溝８ｂ２による切り残し片１５等で切削時の直進性が良好となる等、切削作業の作業性を向上させることもできる。

また、刃部２ｂの各チップ固着部６の回転方向イ後方側の台金２に制限刃１０がそれぞれ設けられているため、制限刃１０の高さ寸法（制限量）を所定に設定することで、両チップ８、９による被切削材の切り込み量を制限することができて、切削作業の作業性を一層向上させることができると共に、良好な切削面を得ることができる。

また、台金２の本体部２ａの外周縁が、刃部２ｂの各チップ固着部６に固着される第１刃のチップ８と第２刃のチップ９の底面８ｄ、９ｄの最も取付孔４側（もしくは刃室５の最深部）より台金２の中心側に位置するため、両チップ８、９の台金２中心側に板厚ｔ２の薄い刃部２ｂが必ず位置した状態となり、例えば両チップ８、９の幅を小さくして切削幅を一層狭くできる等、切削抵抗をより一層低減させることができる。

またさらに、板厚ｔ２の刃部２ｂの内周端が、板厚ｔ１の本体部２ａの左右両側面の刃室５の底より所定寸法Ｌ台金２の中心側に位置して、本体部２ａの外周端と連接面７により段差状にそれぞれ連接されて、本体部２ａの板厚ｔ１方向の中央に位置しているため、台金２の左右両側面に刃部２ｂを均一な連接面（段差）を介して一体形成でき、切削時の直進性や切削作業の作業性の一層の向上等を図ることができる。

また、第１刃のチップ８と第２刃のチップ９の先端面８ｂ、９ｂと制限刃１０の外周面とを、所定の制限量を有した略平行な平坦面で形成するようにすれば、同一のダイヤモンドホイールで研磨でき、両チップ８、９の先端面８ｂ、９ｂと対応する制限刃１０の外周面との間に所定の制限量を均一かつ容易に確保できて、各刃の制限量のばらつきによる両チップ８、９の欠損等を抑えて、チップソー１の寿命をより一層に延ばすことができる。

なお、前記実施形態における、台金２の刃部２ｂの刃室５やチップ固着部６の形状、チップ８の非切削溝８ｂ２の形状や個数、両チップ８、９自体や制限刃１０の形状等も一例であって、例えば非切削溝８ｂ２を断面三角形状としたり複数列設ける等、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。

本発明は、第１刃と第２刃の２つの刃を有する金属用チップソーに限らず、３つ以上の複数の刃を有する全ての金属用やその他のチップソーにも利用できる。

１・・・チップソー、２・・・台金、２ａ・・・本体部、２ｂ・・・刃部、６・・・チップ固着部、８・・・第１刃のチップ、８ａ・・・掬い面、８ｂ・・・先端面、８ｂ１・・・平坦面、８ｂ２・・・非切削溝、８ｂ３、８ｂ４・・・傾斜面、９・・・第２刃のチップ、９ａ・・・掬い面、９ｂ・・・先端面、１０・・・制限刃、１１・・・溝形鋼（被切削材）、１２、１３・・・摩耗部分、１４・・・切削溝、１５・・・切り残し片。

Claims (4)

1. 中心位置に取付孔が形成された円板状の台金と、該台金外周縁のチップ固着部に固着されたチップとを備えた金属用チップソーであって、
   前記台金が、所定板厚の本体部と、該本体部の外周縁側に当該本体部の板厚より薄く一体形成されると共に前記チップ固着部が形成された円環状の刃部とを有し、前記チップが、先端面に前記台金の回転方向に沿って溝が形成された平坦面及び該平坦面の幅方向両側に形成された傾斜面を有する第１刃のチップと、先端面が平坦面で形成されると共に該平坦面が前記第１刃のチップの平坦面より所定寸法前記台金の中心側に位置する第２刃のチップとを有して、これらが前記刃部のチップ固着部に固着されていることを特徴とする金属用チップソー。
2. 前記刃部は、前記チップ固着部の前記回転方向後方側の台金に設けられて、前記チップ固着部に固着されたチップによる被切削材の切り込みを制限する制限刃を有することを特徴とする請求項１に記載の金属用チップソー。
3. 前記第１刃のチップと前記第２刃のチップは、前記台金の回転方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属用チップソー。
4. 前記本体部の外周縁は、前記各チップ固着部に固着される前記第１刃のチップと第２刃のチップの底面部より前記台金の中心側に位置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の金属用チップソー。

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